The genetic architecture of the human cerebral cortex

The cerebral cortex underlies our complex cognitive capabilities, yet little is known about the specific genetic loci that influence human cortical structure. To identify genetic variants that affect cortical structure, we conducted a genome-wide association meta-analysis of brain magnetic resonance imaging data from 51,665 individuals. We analyzed the surface area and average thickness of the whole cortex and 34 regions with known functional specializations. We identified 199 significant loci and found significant enrichment for loci influencing total surface area within regulatory elements that are active during prenatal cortical development, supporting the radial unit hypothesis. Loci that affect regional surface area cluster near genes in Wnt signaling pathways, which influence progenitor expansion and areal identity. Variation in cortical structure is genetically correlated with cognitive function, Parkinson's disease, insomnia, depression, neuroticism, and attention deficit hyperactivity disorder

The relative activation of the muscles of mastication during chewing of hard and soft food with involuntary force development

Problemstellung und Zielsetzung Neuere Untersuchungen zeigen, dass bei einer Abnahme der minimalen interokklusalen Distanz (MID) in aufeinanderfolgenden Kauzyklen das Arbeits/Balanceseiten Verhältnis (A/B-Verhältnis) der Masseteraktivitäten zunimmt. Dieser Effekt, der "MID-abhängigen relativen Aktivierung" wurde als Schutzstrategie gedeutet, die verhindern soll, dass sich Zähne auf der Balanceseite beim Kauen destruktiv berühren. Diese logische Deutung ist noch nicht hinreichend gesichert, da Änderungen des A/B-Verhältnisses auch als Folge unterschiedlicher Kaukräfte beim Kauen unterschiedlich harter Nahrung beobachtet wurden. Da eine Veränderung der MID beim Kauen meist mit einer Veränderung der Kaukraft einhergeht, kann sich theoretisch hinter der MID-abhängigen relativen Aktivierung tatsächlich eine Abhängigkeit von der Kaukraft verbergen. Die Beantwortung dieser Frage ist zum Verständnis neuromuskulärer Strategien, die für physiologische Funktionabläufe bestimmend sind, wichtig. Ziel dieser Arbeit war es, die These zu prüfen, dass die A/B-Verhältnisse der Mm. masseteres beim Kauen primär von der MID abhängen und dass die Kaukraft nur über ihre mögliche Assoziation zur MID mit den A/B-Verhältnissen korreliert ist. Material und Methoden Bei 24 funktionsgesunden männlichen Probanden wurden die Unterkiefer-bewegungen sowie die elektrischen Aktivitäten der Mm. masseteres und temporales bei rechts - und linksseitigem Kauen von "weichen" und "harten" Gummibären gleicher Sorte und Charge aufgezeichnet. Für jede Person und jeden Kauzyklus wurden aus den Unterkieferbewegungen die MIDs und aus den r.m.s.-Elektromyogrammen die Aktivitätsamplituden und deren A/B-Verhältnisse ermittelt. MIDs, Aktivitätsamplituden und A/B-Verhältnisse wurden pro Kauzyklus über die Anzahl der Personen gemittelt. Die mittleren A/B-Verhältnisse wurden einerseits mit den MIDs, andererseits mit den Aktivitätsamplituden korreliert und die Beschaffenheit und Qualität der Korrelationen miteinander verglichen. Ergebnisse Beim Kauen harter Nahrung waren die Muskelaktivitäten signifikant höher und die A/B-Verhältnisse kleiner als mit weicher Nahrung. Gleichzeitig waren bei harter Nahrung die MIDs signifikant größer. Mit beiden Konsistenzen waren die A/B-Verhältnisse signifikant und eng mit den MIDs korreliert. Die MID-Abhängigkeiten der A/B-Verhältnisse bei hartem und weichem Kaugut gingen stetig ineinander über. Unabhängig vom Kaugut zeigten die A/B-Verhältnisse eine signifikante und enge Korrelation zur MID, die durch eine Potenzfunktion vom Typ 1/xa beschrieben werden konnte. Im Gegensatz dazu ergaben sich zwischen den A/B-Verhältnissen und der Muskelaktivität nur moderate und kaum signifikante Korrelationen. Schlussfolgerungen Die Ergebnisse sprechen für die zu prüfende Ausgangsthese, dass das A/B-Verhältnis primär von der MID beeinflusst wird. Ein beobachteter grober Zusammenhang zwischen der Kaukraft und dem A/B-Verhältnis ließ sich auf die größeren MIDs zurückführen, die bei der härteren Nahrung auftraten. Unter Brücksichtigung der experimentellen Einschränkungen bekräftigen die Ergebnisse die Vermutung, dass die neuromuskuläre Steuerung in Form der MID-abhängigen relativen Aktivierung primär eine Strategie zur Kontrolle von Okklusalkontakten anwendet. Die in der Literatur postulierte Rekrutierung zusätzlicher balanceseitiger Masseteraktivität bei erhöhtem Kraftbedarf könnte eine Sekundärstrategie darstellen, die jedoch bei der Zerkleinerung eines bestimmten Kauguts der MID-abhängigen relativen Aktivierung untergeordnet ist. Um diese erstmalig getroffenen Aussagen zu erhärten wäre es sinnvoll, das vorliegende Experiment durch erweiterte, modifizierte Kaukraftvorgaben und Bolushärten zu wiederholen.Problem and aims Recent research indicated that with decreasing minimal interocclusal distance of the jaw gape in sequent chewing strokes(MID) there results a increasing ratio between the working- balancing- activity of the masseter muscles . This effect of the “MID- depending relative activation” is suspected as a protection strategy for inhibiting destructive tooth contacts on the balancing side during chewing. This logic interpretation has not already been saved enough, as changes in the working- balancing- ratio may also be a result of different chewing forces during chewing food with different hard properties. As a change of the MID during chewing is mostly accompanied by a change of the bite forces, it could theoretically be possible that a dependence of the bite forces of the MID-depending relative activation is hiding. The reply of this question is important for the understanding of neuromuscular strategies that set the tone for physiological function procederes. This study aimed to prove the thesis that working- balancing- ratios of the masseter muscles are primarily depending on the MID and further that the chewing force is only correlated to working- balancing ratios over its possible association to the MID. Materials and methods In 24 healthy male students, the jaw movements and the electric activities of the masseter muscles and temporales muscles were recorded during chewing soft and heard Gummi Bears on the right and on the left side. For each person and each chewing stroke the MIDs were determined out of the jaw movements - the activity amplitudes and its w-b ratios were detected out of the r.m.s.- electromyograms. MIDs, activity amplitudes and w-b ratios were averaged for each chewing stroke over the number of test persons. The averaged w-b ratios were correlated on the one hand with the MIDs, on the other hand with the activity amplitudes. The texture and the quality of the correlations were compared. Results In chewing hard food the muscle activities were higher and the w-b- ratios were lower than in chewing soft food. The MIDs were also significant larger in chewing hard food. Both hard and soft food the w-b- ratios were significant and strictly correlated to the MIDs. The MID- dependences of the w-b ratios blended into each other in both cases. Irrespective from the kind of food the w-b ratios showed a significant and tight correlation to the MID that could be descriped with a power function type 1/xª. In contrast there is only a moderate correlation between the w-b-ratios and the muscle activity. Conclusions The results prove the entire thesis that the w-b- ratio is primarily influenced by the MID. An observed rough context between the chewing force and the w-b- ratio could be traced back to the bigger MIDs that appeared in the case of chewing harder food. Considering the experimentally limits the results support the suspicion that the neuromuscular control, in terms of the MID- depending relative activation, primarily utilizes a strategy to control occlusal contacts. Literature postulates an additional recrution of balancing- sided masseter activity when more bite force is needed- this could be a secondary strategy that is subordinate to the MID- depending relative activation when hackling certain food. To corrobarate these results it would be suggestive to repeat this experiment in an enlarged way, especially in regard to modified chewing force tasks and different bolus properties

Laserablation von Lungentumoren im ex-vivo isolierten Lungenperfusionsmodell

In der vorliegenden Arbeit wurden 32 humane Lungenresektate mit nicht-kleinzelligen Lungentumoren im isolierten humanen Lungenperfusionsmodell (IHLP) unter annähernd physiologischen Bedingungen perfundiert und ventiliert. Zehn Präparate dienten als Kontrollgruppe, an 11 Präparaten wurde eine Laserablation mit einer oder zwei Laserfasern durchgeführt und an weiteren 11 Präparaten eine Laserablation mit anschließender Instillation einer Doxorubicinlösung durchgeführt. Ein Ziel der Arbeit war die Analyse der Wärmeausbreitung während der Laserablation. Dazu wurden drei Thermosonden in definierten Abständen zu den Laserfasern positioniert und die Temperatur gemessen. Ein weiteres Ziel war die makroskopische Analyse der laserinduzierten Gewebeveränderungen und der Ausbreitung der Doxorubicinlösung. Zu diesem Zweck wurden die Präparate nach Beendigung der Versuche (Laserablation und weitere sechs Stunden Perfusion und Ventilation) entlang der Laserfaser aufgeschnitten und drei verschiedene Zonen der Gewebszerstörung (Höhle, Koagulationszone und Intermediärzone) ausgemessen sowie anhand der roten Verfärbung die Ausbreitung des Doxorubicins ermittelt. Anschließend wurden die Präparate mit HE-Färbung behandelt und mikroskopisch das Ausmaß der Gewebszerstörung bestimmt. Bei allen Versuchen wurden logarithmische Temperaturverläufe beobachtet. In den meisten Fällen wurde die Zieltemperatur von 80°C trotz einsetzender Karbonisation erreicht. Makroskopisch wurde eine Höhlenbildung mit umgebender Koagulationszone und angrenzender Intermediärzone gesehen. Die Koagulationszone war bei kleinen und mittleren Tumoren signifikant größer als bei großen Tumoren. Eine Korrelation zwischen dem Volumen der laserinduzierten Gewebszerstörung und der zugeführten Energie sowie der Dauer der Laserablation bestand nicht. Die Doxorubicinlösung diffundierte 1 - 2 mm in das umgebende Gewebe. Histologisch wurden Koagulationsnekrosen von durchschnittlich 1 mm um den induzierten Gewebedefekt (Höhle) herum beobachtet.In this dissertation 32 human resected lobes or lung with non-small-cell-lung-cancer were perfused and ventilated in the ex-vivo isolated lung perfusion model (IHLP) under approximately physiological conditions. Ten preparations served two laser fibers as control group, at 11 preparations a laser ablation with or were accomplished and at further 11 preparations a laser ablation with following Instillation a Hydroxyldaunorubicine (Doxorubicin®) accomplished. An objective of the dissertation was the analysis of the heat expansion during the laser ablation. In addition three thermocouples in defined distances were positioned to the laser fibers and the temperature was measured. A further objective was the macroscopic analysis of the laser-induced histological damages and the dissemination of the Hydroxyldaunorubicine. For this purpose the preparations were dissected after completion of the experiments (laser ablation and further six hours perfusion and ventilation) along the laser fiber and three different zones of the histological damages (cave, coagulation zone and intermediate zone) as well as determined on the basis the red discoloration the dissemination of the Hydroxyldaunorubicine was measured. Subsequently, the preparations were treated with hematoxylin and eosin stain (HE stain) and microscopically the dimension of the histological damages was determined. With all experiments logarithmic temperature gradients were observed. The objective temperature was in most cases achieved of 80°C despite using carbonisation. A cave formation with surrounding coagulation zone and adjacent intermediate zone was seen macroscopic. The coagulation zone was significantly larger in small and middle tumors than in large tumors. A correlation between the volume of the laser-induced histologival damage and the supplied energy as well as the duration of the laser ablation did not exist. The Hydroxyldaunorubicine diffused 1 - 2 mm into the surrounding tissue. Histologically coagulation necroses were observed of average 1 mm around the induced tissue defect (cave)